钻孔与路线相对位置批量正反算程序设计与实现[权威资料]

钻孔与路线相对位置批量正反算程序设计与实现 本文档格式为 WORD,感谢你的阅读。 摘要 本文以某一级公路地质勘探项目为例，介绍了利用 VS2010 实现钻孔与线路相对位置计算编程方法，属于线路任意里程正反算的范畴，本程序特点在于批量计算及生成 AutoCAD dxf 文件的功能，能够很好地帮助工程勘察人员提高效率，本文着重阐述程序的设计过程中技术问题及解决方法。 关键词 钻探，任意里程正反算， VS2010，批量计算， dxf 文件，程序设计 G623 A Abstract Based on a certain first-class highway geological exploration projectas an example, this article introduced the method of VS2010 programming that realize relative the position calculation between drillingand highway,this topic belongs to the direct and inverse position computation of line category, the most distinguishing feature of this program is batch calculation and generating AutoCAD DXF file, this program can help the survey engineers to improve efficiency, this article focuses on technical problems and solutions.of the program . KeyWord misering, direct and inverse position computation of highway, VS2010, batch calculation, DXF file, the program design 在公路勘测设计过程中需要确定地面点与线路中心线的相对位置关系，同样在公路地质勘探项目中我们需要知道钻孔 准确的桩号和偏距。 目前我们使用的道路设计系统虽然具有线路正反算功能，但是必须在 CAD 平台下人工逐个点计算，对于大量的地面点，这样逐点计算的方式效率低下，且容易出错。 另外，出图的时候钻孔位置的图形标示也需要自定义，如果每个点都手动添加的话，效率就大打折扣。 为解决上述工作中遇到的问题，作者在原有成熟的线路计算算法基础上，利用 VS2010 开发工具，设计开发出批量计算地面点与线路相对关系及自定义图形展点的程序。 1 数学基础 曲线点任意点坐标采用通用 Gauss- Legend 五节点公式 1,即 n=5 。 式中，为线元起点 A 点的坐标；为待求点至 A 点的弧长；为线元起点计算方位角；为线元起点曲率；为线元终点曲率；为 ；R1=R5=0.1184634425；R2=R4=0.2393143352；R3=0.2844444444；V1=1-V5=0.0469100770；V2=1-V4=0.237653449；V3=0.5 Q 为线路偏向，左负右正 反算中采用垂距公式 2为 (2) 公式推导过程及任意里程正反算编程思想详见文 献1、 2，本文不再赘述。 2 程序概况与结构 程序采用 Microsoft Visual Studio 2010 中的 VB.NET语言编写。在 .NET framework 4.0 下运行。 使用反算功能（即已知地面点坐标，求该点的桩号和偏距），需要先读入线元数据库，再读入坐标点数据，然后进行计算。 使用正算功能（即已知桩号，偏距，求该点的坐标），需要先读入线元数据库，再读入桩号数据，然后进行计算。 本程序自定义曲线元数据库的格式如下： 序号 ,曲线 类型 ,曲线起点里程，曲线起点 X 坐标 ,曲线起点 Y 坐标 ,起点方位角 ,曲线起点曲率半径 ,曲线终点曲率半径 ,线元长度 ,偏向（左负右正）。 曲线元数据库采用 txt 文件保存。 坐标点数据采用南方 CASS 坐标点格式，即 “ 点号，Y 坐标， X 坐标，高程 ” 。 桩号文件格式是 “ 点号，桩号，偏距 ” 。 程序界面如下图： 图 2-1 程序主界面 程序流程图下图： 图 2-2 程序流程图 3 程序关键问题及解决方法 3.1 自定义 “ 类 ” 构造交点和曲线 元数据库 交点和线元数据有着不同类型的数据，如字符串和数值，一般的数组只能储存一种类型的数据，对于有着不同的数据类型，可以采用 “ 类 ” （ Class）的结构来存储。 VB.NET 是一种完全的面向对象的编程语言，有着强大的定义类功能，任何一种数据或者控件都可以看成是一个类，每个类有着不同的属性。 用户在自定义类时，只需要定义出它的属性即可，在本程序中，可以将 “ 线元 ” 看成一个对象或者说 “ 类 ” ，然后定义出它的各种属性，如 “ 起点类型 ” 、 “ 起点坐标 ” 、“ 长度 ” 等。 本程序自定义曲线元数据库的 基本属性为：序号 ,曲线类型 ,曲线起点里程，曲线起点 X 坐标 ,曲线起点 Y 坐标 ,起点方位角 ,曲线起点曲率半径 ,曲线终点曲率半径 ,线元长度 ,偏向。 3.2 交点数据转换为曲线元数据 目前使用的道路系统生成的直曲表显示的是每个交点的信息。而本文采用的是线元法计算，程序设计初期首要解决的就是如何将交点数据转换为曲线元数据。 在一般的直曲表中，可以得知交点坐标 XJD、 YJD，圆曲线半径 R0，缓和曲线 1 长度 E1，缓和曲线 2 长度 E2，曲线长度 L，计算方位角 F0，曲线间直线长度 I，转角值 J 及偏向Z，切线长度 T 及各主点里程。然后根据切线支距法的公式5，针对不同主点进行曲线元的转换。 对于直缓点 ZH，缓直点 HZ，几何关系比较明朗，可以利用直曲表中的得到的数据进行简单的极坐标计算便可得到坐标。 而对于 HY点， YH点， HZ 点、 ZY点、 YZ 点等主点的计算，就需要利用切线支距法敷设回旋线公式先计算主点在独立坐标系中的坐标，然后在利用平面坐标相似变换的模型，即平移、旋转后可以得到主点坐标。 根据以上思想，便可推导出每种类型的曲线起点坐标公式，本文不一一阐述。 3.3 写 DXF 文件 用 VS2010 写 DXF 文件其实跟写普通文本没有区别，难点在于需要了解 DXF 文件的结构。 项目中预期的钻孔图示如下图所示： 图 3-1 钻孔展点图例 要简单地实现以上自定义图示的展点，本程序主要应用到 TABELS 部分和 ENTITIES 部分。 TABELS 部分用于新建一个图层， ENTITIES 部分用于绘图实体的定义。 要实现该图例，我们需要定义一个圆，一个点、一条直线和三个文本。 这里简单举例定义一个圆，在 DXF 文件中可以写成： SECTION ENTITIES CIRCLE 1000 1000 ENDSEC EOF 以上语句就简单定义了一个在图层 “ 钻孔 ” 中，圆心坐标为（ 1000， 1000） ,半径为 50 的一个圆。 依此类推，我们可以在 DXF 文件中定义任何一种 CAD实体及图层 3。 之所以选择用 DXF 文件来实现自定义图形展点功能，是因为 DXF 文件结构简单、清晰，方便读写，可以脱离 CAD环境对矢量图形进行编辑，并且能够很快速地实现预期目标 。 4 工程实例 某一级路地质勘探工程，现有实测钻孔坐标 300 多个，需要知道每个钻孔与线路中心线的相对位置，并且根据自定义图示进行展点。 程序在读取坐标数据后展点效果如下： 图 4-1 某大桥钻孔自定义展点 程序进行反算后的结果如下： 表 4-1 某公路勘探钻孔坐标反算结果 经验证，里程及偏距计算结果正确。与目前使用的道路系统生成的路线图比较，相差毫米以下，该数据误差是因取位不同而造成的。 5 结束语 本文简单阐述了用 VS2010开发批量钻孔桩号正反算及自定义图示展点的过程及技术问题。 在需要大量线路正反算及展点的时候，手动量算及画图的方式显得效率低下，并且不利于规范化出图。 经实践证明，本程序不仅能应用于地质勘探项目，同样适用于公路测量、线路规划等工作。 参考文献 1李全信 .确定地面点与线路中线相对关系的统一数学模型 J .测绘通报， 2002（ 8） :34-37. 2李曦凌 .基于 casio fx4850P 编程实现公路任意里程中边桩坐标正反算 J .林业建设， 2010（ 3） :34-38. 3 http:/./dxf 4章立民 . Visual Basic 2003 2005 开发秘诀与范例大全 M，北京：电子工业出版社， 2005. 5张志清 .道路勘测设计，北京：科学出版社， 2005 文档资料：钻孔与路线相对位置批量正反算程序设计与实现 完整下载 完整阅读 全文下载 全文阅读 免费阅读及下载 阅读相关文档 :综述物资管理中的成本控制措施 庄河发电公司掺烧褐煤AGC控制策略优化浅析 制 药厂中净化空调的施工安装调试 装配式预应力混凝土箱形连续梁施工要点浅析 住宅小区园林绿化设计的思考 中小跨径公路桥梁结构设计探究 雨季建筑施工技术及其解决措施探究 应村水电站大坝安全综合评价 郑焦城际铁路跨越南水北调中线工程交叉方案研究 原子荧光光谱法测定地下水中的汞分析 探讨工程招标存在的问题及对策 体外预